(57)【要約】【課題】低コストで充電器用電源の性能を改善する。【解決手段】補償信号発生回路を有する電源を調整するための技術が開示される。１つの例の調整電源は、調整電源の出力電圧を検知するように結合された検知回路を含む。調整電源はまた、スイッチング電力変換器回路を含み、該回路は、調整電源の出力電圧を調整するために検知回路から受け取られた制御信号に応答して切り替えられるように結合されたスイッチを含む。調整電源は、スイッチング電力変換器回路のスイッチのスイッチングを表すスイッチング信号を受け取るように結合された補償信号発生回路を含む。補償信号発生回路は、スイッチング信号に応答して補償信号を発生する。補償信号は、制御信号を修正するために検知回路によって受け取られる。【選択図】図１
2007082394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整電源であって、
前記調整電源の出力電圧を検知するように結合された検知回路と、
前記調整電源の出力電圧を調整するために前記検知回路から受け取られた制御信号に応答して切り替えられるように結合されたスイッチを含むスイッチング電力変換器回路と、
前記スイッチング電力変換器回路のスイッチのスイッチングを表すスイッチング信号を受け取るように結合された補償信号発生回路と、
を備え、
前記補償信号発生回路が前記スイッチング信号に応答して補償信号を発生し、その補償信号が、前記制御信号を修正するために前記検知回路によって受け取られることを特徴とする調整電源。
【請求項２】
前記補償信号発生回路はチャージポンプ回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の調整電源。
【請求項３】
前記補償信号発生回路はローパスフィルタ回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の調整電源。
【請求項４】
前記スイッチのスイッチング周波数は、前記出力電圧を調整するため前記補償信号に応答して修正されるように結合されることを特徴とする請求項１に記載の調整電源。
【請求項５】
前記スイッチの前記スイッチング周波数は、前記調整電源の出力に結合される負荷によって受け取られるように結合された負荷電流に応答して修正されるように結合されることを特徴とする請求項４に記載の調整電源。
【請求項６】
前記負荷は、ケーブルを介して前記調整電源の出力に結合されることを特徴とする請求項５に記載の調整電源。
【請求項７】
前記調整電源の入力と出力との間に結合されたエネルギー伝達要素を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の調整電源。
【請求項８】
前記エネルギー伝達要素は、前記電源の入力に結合された一次巻線と、前記電源の出力に結合された二次巻線と、前記検知回路に結合され且つ前記補償信号発生回路に結合されたバイアス巻線とを含むことを特徴とする請求項７に記載の調整電源。
【請求項９】
電源を調整する方法であって、
前記電源の入力から前記電源の出力にエネルギーを転送するためにエネルギー伝達要素に結合されたスイッチをスイッチングするステップと、
前記電源の出力電圧に応答して制御信号を発生するステップと
を含み、
前記スイッチのスイッチングが前記制御信号に応答しており、
前記方法が更に、
前記電源の出力から前記電源に結合された負荷に供給された負荷電流に応答して補償信号を発生するステップと、
前記補償信号に応答して前記制御信号を調整するステップと
を含む方法。
【請求項１０】
前記負荷電流に応答して前記補償信号を発生するステップは、前記スイッチのスイッチング周波数に応答して補償信号を発生するステップを含む請求項９に記載の調整電源。
【請求項１１】
前記スイッチのスイッチング周波数に応答して前記補償信号を発生するステップは、前記エネルギー伝達要素のバイアス巻線からスイッチング信号を受け取るステップを含む請求項１０に記載の調整電源。
【請求項１２】
前記スイッチのスイッチング周波数に応答して前記補償信号を発生するステップは、受信スイッチング信号を電圧に変換するステップを含む請求項１０に記載の調整電源。
【請求項１３】
前記受信スイッチング信号を電圧に変換するステップは、前記スイッチング信号をローパスフィルタで処理するステップを含む請求項１２に記載の調整電源。
【請求項１４】
前記受信スイッチング信号を電圧に変換するステップは、前記補償信号を発生するためにチャージポンプ回路により前記スイッチング信号に応答して電荷を蓄積するステップを含む請求項１２に記載の調整電源。
【請求項１５】
前記出力電圧に応答して前記制御信号を発生するステップは、前記エネルギー伝達要素のバイアス巻線を介して前記出力電圧を検知するステップを含む請求項９に記載の調整電源。
【請求項１６】
前記負荷電流に応答して前記スイッチのスイッチング周波数を変更するステップを更に含む請求項９に記載の調整電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に電子回路に関し、より具体的には、本発明は電源調整を含む集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、個人用情報端末（ＰＤＡ）などの大部分のバッテリ駆動の携帯電子製品は、バッテリを充電するため定電圧定電流（ＣＶ／ＣＣ）特性を有する低電力の交流（ＡＣ）−直流（ＤＣ）充電器電源を必要とする。これらの電源のほとんどは、充電される製品に好適で格納が容易な携帯用充電器を提供するために小さな筐体に収容される。充電器用に使用される小さなサイズの筐体は、電源筐体の内部温度が動作中に許容可能な限界内に留まることを保証するために、電源動作に対して効率的な要件を求める。これらのタイプの用途にスイッチング電源が使用されることが多い。供される消費者市場に存在する競争性に起因して、これらの充電器電源には、厳しいコスト目標が課せられる。消費者は、継続的により小さくより携帯に便利な製品を期待しているので、従って、低コストで充電器用電源の性能を改善する強い要求が存在する。充電器は通常、負荷に調整した電圧を維持しようとする。しかしながら、電源充電器の出力と負荷との間に接続された長いケーブルがある場合が多い。負荷電流によるケーブルのインピーダンスによって、負荷における電圧が充電器での電圧と異なる可能性がある。設計者の１つの課題は、従来の検知技術に関する費用を発生することなく電源の筐体外のケーブル端部での電圧調整を改善することである。
本発明は、添付図面において限定ではなく例として詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００３】
調整電源の実施形態が開示される。以下の説明では、本発明を完全に理解するために多くの特定の詳細が記載されている。しかしながら、本発明を実施するために特定の詳細を用いる必要がないことは当業者には明らかであろう。実装に関する公知の方法は、本発明を曖昧にしないために詳細には説明していない。
【０００４】
明細書全体を通して「１つの実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書全体を通して種々の箇所で出現する語句「１つの実施形態において」又は「ある実施形態において」は、必ずしも全て同じ実施形態を意味するものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又はそれ以上の実施形態においていずれかの好適な方法で組み合わせることができる。
【０００５】
以下に説明されるように、本発明の教示による例示的な電源調整器は、ケーブル端部から直接測定せずに充電される装置で出力電圧の変動を提供し、低コストの充電器の特性を利用する。１つの例において、電源調整器は充電器として使用され、補償信号発生回路を含み、該回路は、本発明の教示に従って充電器内にあるスイッチング電圧に応答して補償電圧又は電流を発生させる。この例では、補償電圧は、スイッチング電圧の振幅と周波数の関数である。低コスト充電器のスイッチング周波数は負荷電流又は充電電流と共に変化するので、チャージポンプによって生じた補償電圧は、充電される装置に接続されたケーブルを介した充電電流の間接的な計測値である。従って、この補償電圧を用いて、本発明の教示によりケーブル端部の電圧を指定された範囲内に維持するように負荷電流又は充電電流に基づいた充電器の調整出力電圧を調整することができる。
【０００６】
例えば、図１のブロック図は、一般に本発明の教示に従ってケーブルを介して負荷に結合される充電器として使用される調整電源を示す。図示のように、調整電源１０２は、調整されていない入力電圧ＶIN１０６を受け取るように結合され、調整された出力電圧ＶOUT１２２を生成するスイッチング電力変換器１０４を含む充電器である。図示のように、調整電源１０２の出力は、信号ＵSENSE１０８によって検知される。出力検知インピーダンス１１０は、出力電圧ＶOUT１２２を出力検知信号ＵSENSE１０８とは異なるようにするメカニズムを表す。調整電源１０２の１つの例において、出力電圧ＶOUT１２２と出力検知信号ＵSENSE１０８は、整流器によって及び変圧器の２つの巻線の磁気結合によって分離される。ＶOUT検知回路１１４が結合されて、出力検知信号ＵSENSE１０８を受け取り、スイッチング電力変換器１０４のスイッチングを管理する制御信号ＵCONTROL１１２を生成する。１つの例では、ＶOUT検知回路１１４は抵抗分割器を含み、制御信号ＵCONTROL１１２は、スイッチング電力変換器１０４のスイッチング周波数を変化させる電流である。以下に説明されるように、調整電源１０２は、出力電圧ＶOUT１２２にほぼ比例するバイアス電圧を含む。
【０００７】
図示の例で示されるように、スイッチング信号ＵSW１１６は、補償信号発生回路１２０が受け取るように結合される。スイッチング信号ＵSW１１６は、スイッチング電力変換器１０４の電源スイッチのスイッチングに応答する。補償信号発生回路１２０は、負荷電流又は充電電流に近接した補償信号ＵCOMP１１８を生成する。図示された例では、補償信号ＵCOMP１１８は、ＶOUT検知回路１１４によって受け取られるように結合され、本発明の教示に従って制御信号ＵCONTROL１１２を調整するのに使用される。例示的な調整電源１０２では、スイッチング信号ＵSW１１６は変圧器のバイアス巻線からの電圧であり、補償信号ＵCOMP１１８は、スイッチング電力変換器１０４のスイッチング周波数、出力検知信号ＵSENSE１０８、入力電圧ＶIN１０６に応答する負の電圧である。
【０００８】
図示の例に示されるように、分配インピーダンス１２４は、調整電源１０２の出力電圧ＶOUT１２２を受け取るように結合される。図示された例では、分配インピーダンス１２４は、調整電源１０２の出力と負荷１３０との間に結合されたケーブルの抵抗値を表す。負荷１３０は、例えば携帯電話バッテリ又は同様のものなどの充電される装置を表す。図示のように、負荷電流１２８又は充電電流は、ケーブル又は分配インピーダンス１２４を介して負荷１３０に供給される。図示された例では、調整電源１０２は、本発明の教示に従って、補償信号発生回路１２０によって生じた電圧を用いて充電電流１２８に応じて出力電圧ＶOUT１２２を変化させ、負荷１３０における電圧ＶLOAD１２６が指定された限界内に留まるようにする。
【０００９】
図２は、本発明の教示に従って調整電源で使用される補償信号発生回路２２０の１つの例を示す概略図である。１つの例において、補償信号発生回路２２０は、図１の補償信号発生回路１２０の代わりとして使用することができる。図２に戻って参照すると、補償信号発生回路２２０は、この例では補償電圧であるＤＣ電圧ＶA２８５を発生するスイッチング電圧ＶSW２５５を受け取るように結合されたチャージポンプ回路である。以下に説明されるように、補償電圧すなわちＤＣ電圧ＶA２８５は、例においては本発明の教示に従って調整電源内の負荷電流ＩLOAD又は充電電流の近似として利用される。キャパシタＣT２６０は、スイッチング電圧ＶSW２５５を受け取るように結合され、キャパシタＣT２６０によって運ばれる電荷がキャパシタＣA２７５で蓄積され、抵抗器２８０を通して除去される。スイッチング電圧ＶSW２５５の振幅とキャパシタＣT２６０の値によって電荷量が決定される。スイッチング電圧ＶSW２５５の変動の周波数は、電荷の転送速度を決定付け、抵抗器２８０によって除去される電流によって平衡された電流に対応する。ＤＣ電圧ＶA２８５は、キャパシタＣA２７５の電流を平衡させる補償電圧である。キャパシタＣA２７５は十分に大きいので、ＤＣ電圧ＶA２８５をスイッチング期間にわたってほぼ一定に保持する。
【００１０】
図３は、本発明の教示による調整電源の１つの例で見られる波形の図である。例えば１つの例において、図３に示された波形は、図１の調整電源１０２で見ることができる。特に、図３は、チャージポンプ又は補償信号発生回路１２０又は２２０に対する入力の標準的電圧ＶSWの１つのスイッチング期間における顕著な特徴を示している。電圧の山と谷は、蓄積された電荷を決定付ける。例示的な電源では、第１の山ＶSWP1と第１の谷ＶSWV1は、主として入力電圧ＶIN１０６と出力検知電圧ＶSENSE１０８によって設定されるので、これらの値は計算が全く簡単である。他の山と谷は、浮遊キャパシタンスと寄生損失により強く影響されるので、分析により予測するのが困難である。例えば、チャージポンプ回路又は図２の補償信号発生回路２２０では、蓄積された電荷は、次式で与えられる。
【数１】
2007082394.tif 000003
（ＶSWPn−ＶSWVn）＞ＶAの場合      式２
ここで、この総和はｎセットの山と谷の値の各々を含み、
ＶA＝ＱAＲAｆS      式３
ここで、ｆSはスイッチング周波数である。
【００１１】
電圧に１つの山と１つの谷だけがある場合、蓄積電圧ＶAは、スイッチング周波数の一次関数である。しかしながら、電圧波形のリンギング発振は、ＱAとＶAに対してかなり付加される可能性があり、スイッチング周波数が高くなる程総和に対する山と谷の寄与度が小さくなるので、ＶAとスイッチング周波数の関係が複雑になることに留意されたい。それでも尚、例示的な用途からのＶAの測定値のプロットは、少なくともより低い周波数とＶAのより小さな値で直線関係を示す。従って、図１の例示的な調整電源を再度参照すると、負荷電流ＩLOAD１２８又は出力電流は、本発明の教示に従って、少なくともより低いスイッチング周波数とＶAのより小さい値においてＶAに対し直線性を有するスイッチング周波数で近似することができる。１つの例では、設計者は、本発明の教示に従って、リンギング発振のこれらの複雑な効果を利用して負荷電流に対する蓄積電圧ＶAの関係を変えることができる。
【００１２】
図４は、例示的な電源において出力電圧検知から制御パラメータを修正する補償信号発生回路のより詳細な調整電源の１つの例を示す概略図である。特に図４は、スイッチング電力変換器４０４を含む調整電源４０２を示す。スイッチング信号ＶSW４１６は、スイッチング電力変換器４０４のスイッチのスイッチングに応答して生成される。調整電源４０２は、スイッチング電力変換器４０４の制御ターミナルで制御信号４１５を受け取るように結合される。図示された例では、検知ブロック４１４は、抵抗器Ｒ１４４０と抵抗器Ｒ２４４５を含む抵抗分割器であり、これらの抵抗器４４０、４４５の間のノードに制御信号４１５を有する。調整電源４０２は、この例ではチャージポンプとして図示され、スイッチング信号ＶSW４１６を受け取るように結合された補償信号発生回路４２０を含む。調整電源４０２と補償信号発生回路４２０は、本発明の教示による例であり、例えば図１の調整電源１０２及び／又は補償信号発生回路１２０の代わりに使用できることが注目される。
【００１３】
図４に示された例を再度参照すると、ＶOUT検知回路４１４は、調整電源４０２の出力電圧ＶOUTの検知であるＶSENSE４０８信号を受け取るように結合される。制御信号４１５は、図示の例では電圧ＶCONTROLであり、抵抗器Ｒ3４１８を通る、補償信号発生回路４２０の抵抗器ＲA４８０の両端の電圧ＶA４８５によって影響される。この例では、出力検知電圧ＶSENSE４０８は、以下の関係により出力検知インピーダンスＺOSと負荷電流ＩLOADにより修正された後の定数Ｋによって出力電圧に関連付けられるバイアス電圧である。
ＶSENSE＝Ｋ（ＶOUT−ＺOSＩLOAD）      式４
図示のように、補償信号発生回路４２０からの抵抗器ＲA４８０の両端の電圧ＶA４８５は制御信号４１５に結合され、従ってこれに応じて該制御信号を修正又は調整する。
【００１４】
上記で説明されたように、電圧ＶA４８５は、本発明の教示に従って少なくともより低いスイッチング周波数とＶAのより低い電圧に対して充電電流とスイッチング周波数との間で直線関係がある充電電流又は負荷電流ＩLOADの近似値である。従って、電圧ＶA４８５による制御信号４１５の修正は、図１で説明されたように、例えばバッテリに対してケーブルを介して導通された充電電流又は負荷電流ＩLOADの影響を補償する。スイッチング周波数、パルス幅変調、オン−オフ制御又は同様のものなどのスイッチング電力変換器４０４によって利用される調整のタイプに応じて、調整電源４０２の出力電圧の調整が、本発明の教示に従って充電電流又は負荷電流ＩLOADに応答して調整される。補償は、充電電流又は負荷電流ＩLOADを直接計測することなく、又は本発明の教示に従ってケーブル端部の電圧を直接計測することなく達成される。
【００１５】
図示された例では、スイッチング周波数は、例示的な電源の充電電流と共にほぼ直線的に変化する。より低い充電電流でのより低いスイッチング周波数はチャージポンプからの電圧の振幅を減少させ、本発明の教示に従って、電源を、低充電電流で低出力電圧及び高充電電流で高出力電圧に調整する。
【００１６】
図５は、本発明の教示による補償信号発生回路５４６を含む調整電源５００の１つの例を示す概略図である。図示のように、電源５００は、調整されていない入力ＶIN５０８を受け取るように結合されたスイッチング電源であり、調整ＤＣ出力電圧ＶOUT５３０を発生させる。分配インピーダンス１２４などのケーブルをＶOUT５３０に結合して充電電流又は負荷電流ＩLOAD５４８を提供し、バッテリを充電することができる。調整電源５００は、１つの例では一次巻線５０４、二次巻線５０６、バイアス巻線５２０を含む変圧器であるエネルギー伝達要素５０２を含む。
【００１７】
図示された例では、電源調整器集積回路５０９もまた含まれる。１つの例では、電源調整器集積回路５０９は、ドレン端子Ｄ５１２、ソース端子Ｓ５１３、制御端子Ｃ５１４を有する少なくとも３つの端子を含む。ドレン端子Ｄ５１２は、一次巻線５０４に結合され、ソース端子Ｓ５１３はＶIN５０８の入力端子の１つに結合される。１つの例では、電源調整器集積回路５０９は、本発明の教示に従って図１のスイッチング電力変換器回路１０４又は図４の４０４に含めることができる点に留意されたい。
【００１８】
１つの例では、電源調整器集積回路５０９は、ドレン端子Ｄ５１２とソース端子Ｓ５１３との間に結合された、例えばパワーＭＯＳＦＥＴなどのスイッチ５１１を含む。制御回路５１０は、電源調整器集積回路５０９に含まれ、制御信号５１５を受け取るように制御端子Ｃ５１４に結合される。図示された例では、バイアス巻線５２０が、出力電圧ＶOUT５３０の検知を可能とし、本発明の教示による電源調整器集積回路５０９におけるスイッチ５１１のスイッチングを表すスイッチング信号を供給する。動作中に、制御回路５１０は、スイッチ５１１のスイッチングを制御するように結合され、出力ＶOUT５３０に対して一次巻線５０４から二次巻線５０６へのエネルギーの伝達を調整する。図示された例では、制御回路５１０は、制御信号５１５に応答して出力ＶOUT５３０を調整する。制御回路５１０は、スイッチ５１１のスイッチング周波数を変えることにより、パルス幅変調を使用して、オン−オフ制御を用いて、又は同様のものによって調整を行うことができる。
【００１９】
図示された例では、制御信号５１５は、検知回路５４４により検知信号を供給するバイアス巻線５２０から得られる。図示された例では、バイアス巻線５２０によって生成されたスイッチング電圧の１つの極性は、二次巻線５０６から生成された出力電圧ＶOUT５３０にほぼ比例する。バイアス巻線５２０によって生成されたスイッチング電圧の他の極性は、一次巻線５０４に現れる入力電圧ＶINにほぼ比例する。図示のように、検知回路５４４の１つの例は、抵抗器Ｒ1５１６５と抵抗器Ｒ2５１８を含む抵抗分割器を含む。ダイオードＤ３  ５２４とキャパシタＣB５２２は、バイアス巻線５２０に結合され、バイアス巻線５２０によって供給されるスイッチング電圧を整流し濾波する。同様に、ダイオードＤ４  ５２６とキャパシタＣO５２８は、二次巻線５０６に結合され、二次巻線５０６によって供給される出力電圧ＶOUT５３０を整流し濾波する。
【００２０】
図５に示されるように、調整電源５００はまた補償信号発生回路５４６を含み、図示された例では、バイアス巻線５２０からスイッチング信号を受け取るように結合されたチャージポンプ回路であり、本発明の教示に従って制御端子Ｃ５１４に補償信号を供給するように結合されている。補償信号は、制御端子Ｃ５１４によって受け取られるように結合された制御信号５１５の電圧ＶCONTROL又は電流ＩCONTROLに影響を与える電圧又は電流とすることができる。
【００２１】
動作中、補償信号発生回路５４６のキャパシタＣT５３６は、バイアス巻線５２０からスイッチング電圧を受け取るように結合される。キャパシタＣT５３６によって転送された電荷は、キャパシタＣA５４０に蓄積され、抵抗器ＲA５３８により除去される。バイアス巻線５２０から受け取られたスイッチング電圧の振幅とキャパシタＣT５３６の値とが電荷量を決定付ける。バイアス巻線５２０からのスイッチング電圧の変動の周波数は、電荷の転送速度を決定付け、これは、抵抗器ＲA５３８を介して除去された電流によって平衡される電流に相当する。抵抗器ＲA５３８の両端のＤＣ電圧は、本発明の教示に従ってキャパシタＣA５４０内の電流を平衡させ制御信号５１５に影響を与える補償信号であり、出力ＶOUT５３０を受け取るように結合されたケーブルの両端の電圧降下を補償する。動作中、抵抗器ＲA５３８の両端のＤＣ電圧ＶAは、バイアス巻線５２０から受け取られたスイッチング電圧に応答し、該スイッチング電圧は、本発明の教示に従って電源調整器集積回路５０９内のスイッチ５１１を切り替えるのに使用されるスイッチング信号に応答する。
【００２２】
従って、図示された例では、補償信号発生回路５４６は、バイアス巻線５２０から受け取られたスイッチング電圧に対する応答又はこれを変換することによって、抵抗器ＲA５３８の両端のＤＣ電圧ＶAで補償信号を発生する。補償信号は、制御信号に結合され、電源調整器集積回路５０９によって受け取られる制御信号を修正するか又は影響を及ぼす。その結果これにより調整出力電圧ＶOUT５３０が修正又は影響され、該調整出力電圧を用いて、本発明の教示に従って、例えばバッテリに充電電流を供給するために調整電源５００の出力に結合されたケーブルを補償することができる。
【００２３】
図６は、本発明の教示に従って補償信号発生回路６４６を含む調整電源６００の別の例を示す概略図である。図示のように、図６の例示的な調整電源６００は、図５の調整電源５００と多くの類似点を共有している。図６の調整電源６００と図５の調整電源５００の１つの相違点は、図６の補償信号発生回路６４６が、チャージポンプ回路の代わりに負のパルス幅計測回路を含むことである。負のパルス幅計測回路は、ダイオードＤ２  ６３６と共にキャパシタＣA６４０とＲ4６３４のローパスフィルタ要素を含む。
【００２４】
特に、調整電源６００は、本発明の教示に従ってバイアス巻線５２０からスイッチング信号を受け取るように結合された補償信号発生回路６４６を含み、該補償信号発生回路６４６は電源調整器集積回路５０９の制御端子Ｃ５１４に補償信号を供給するように結合される。補償信号は、制御端子Ｃ５１４によって受け取られるように結合された制御信号５１５の電圧ＶCONTROL又は電流ＩCONTROLに影響を及ぼす電圧又は電流である。
【００２５】
動作中、キャパシタＣA６４０と抵抗器Ｒ4６３４を含むローパスフィルタは、バイアス巻線５２０からダイオードＤ２  ６３６を介してスイッチング電圧を受け取り、負のパルス幅計測回路を形成するように結合される。動作中、キャパシタＣA６４０は、抵抗器Ｒ3を介して電荷を蓄積する。キャパシタＣAは、バイアス巻線５２０からの電圧が、例えば図３の第１の谷の電圧ＶSWV1のように順方向バイアスダイオードＤ２  ６３６に対して十分に低くなると、抵抗器Ｒ4を介して放電する。キャパシタＣＡ６４０上の電圧は、電荷蓄積の平均速度を電荷損失の平均速度と平衡させるように増減される。平均スイッチング周波数を変えることによって出力を制御する電力変換器では、電荷損失事象間の間隔は、重負荷のときよりも軽負荷のときの方がより大きい。従って、軽負荷のときよりも重負荷のときのほうがキャパシタＣＡ６４０からより多くの電荷が平均して失われ、その結果、キャパシタＣＡ６４０上の電圧ＶAの振幅は、軽負荷のときよりも重負荷のときの方がより小さい。負のパルス幅計測回路は、ローパスフィルタを有効に活用し、スレッショルド電圧よりも低い切替波形部分の平均を抽出する。従って、キャパシタＣA６４０上の正味電荷からキャパシタＣA６４０の両端にＤＣ電圧ＶAが生じる。キャパシタＣA６４０の両端のＤＣ電圧ＶAは、電源調整器集積回路５０９の制御端子Ｃ５１４に結合された補償信号である。すなわち、キャパシタＣA６４０の両端のＤＣ電圧ＶAは制御信号５１５に影響を及ぼし、これは、本発明の教示に従って出力ＶOUT５３０を受け取るように結合されたケーブルの両端の電圧降下を補償する。動作中、キャパシタＣA６４０の両端のＤＣ電圧ＶAは、バイアス巻線５２０から受け取られたスイッチング電圧に応答し、該スイッチング電圧は、本発明の教示に従って電源調整器集積回路５０９のスイッチ５１１を切り替えるのに使用されるスイッチング信号に応答する。
【００２６】
図７は、本発明の教示に従って補償信号発生回路６４６を含む調整電源７００の更に別の例を示す概略図である。図示のように、図７の例示的な調整電源７００は、図６の調整電源６００と多くの類似点を共有する。図７の調整電源７００と図６の調整電源６００との間の１つの相違点は、補償信号発生回路６４６からの補償信号が、概略図の異なる位置で受け取られるように結合されていることである。代替の位置は、エネルギー伝達要素５０２の漏洩インダクタンスが、バイアス巻線５２０上の電圧シフトを引き起こし、ダイオードＤ２  ６３６の導通時間を短縮させるときに有用である。このような条件下では、所望の動作に対してキャパシタＣA６４０上に十分な電荷を蓄積するために制御電圧ＶCONTROLよりも高い電圧が必要とされる場合がある。
【００２７】
特に、調整電源７００は検知回路７４４を含み、該検知回路は、抵抗器Ｒ2７１８に結合された抵抗器Ｒ1７１６、該抵抗器Ｒ1７１６に結合された抵抗器Ｒ5７１９を含めた分割回路を含む。検知回路７４４の抵抗分割器は、バイアス巻線５２０を検知するように結合される。図示のように、電源調整器集積回路５０９の制御端子Ｃ５１４によって受け取られるように結合された制御信号は、抵抗分割器のＲ1７１６と抵抗器Ｒ2７１８の間のノードで発生する。図示の例に示されるように、補償信号発生回路６４６によって生成された補償信号は、抵抗分割器のＲ5７１９と抵抗器Ｒ1７１６の間のノードで検知回路７４４によって受け取られるように結合される。バイアス巻線５２０からのスイッチング信号は、本発明の教示に従って電源調整器集積回路５０９の制御端子Ｃ５１４に補償信号を供給するように結合される。補償信号は検知回路７４４に影響を及ぼす電圧又は電流とすることができ、従って、本発明の教示により制御端子Ｃ５１４によって受け取られるように結合された制御信号５１５の電圧ＶCONTROL又は電流ＩCONTROLを含む。
【００２８】
動作中、キャパシタＣA６４０の両端のＤＣ電圧ＶAは、検知回路７４４に結合された補償信号である。図７の回路は、キャパシタＣA６４０が、Ｒ５  ７１９とＲ１  ７１６の間のより高い電圧ノードから電荷を蓄積し、ダイオードＤ２  ６３６の望ましい導通時間の間に放電できることを示している。従って、キャパシタＣA６４０の両端のＤＣ電圧ＶAは制御信号５１５に影響を及ぼし、本発明の教示に従って出力ＶOUT５３０を受け取るように結合されたケーブルの両端の電圧降下を補償する。動作中、キャパシタＣA６４０の両端のＤＣ電圧ＶAはバイアス巻線５２０から受け取られたスイッチング電圧に応答し、該スイッチング電圧は、本発明の教示に従って電源調整器集積回路５０９のスイッチ５１１を切り替えるのに使用されるスイッチング信号に応答する。
【００２９】
図８は、本発明の教示に従って検知回路７４４と補償信号発生回路８４６を含む、調整電源８００の更に別の例を示す概略図である。図示のように、図８の例示的な調整電源８００は、図６の調整電源６００及び図７の調整電源７００と多くの類似点を共有する。図８の調整電源８００と図７の調整電源７００との間の１つの相違点は、調整電源８００が、キャパシタＣB５２２で検知回路７４４とバイアス巻線５２０とに結合された補償信号発生回路８４６を含むことである。図示の例に示されるように、補償信号発生回路８４６は、概略図の異なる位置を基準とする電圧ＶAを有するように結合された蓄積キャパシタＣA８４０を含む。特に、図８に示されるように抵抗器Ｒ5７１９の両端に抵抗器Ｒ3５３２を介して検知回路７４４に結合された並列結合蓄積抵抗器ＲA８３８と共に蓄積キャパシタＣA８４０の代替の位置は、電源オン、電源オフ、段階的負荷などの過渡条件に対応して適用される補償量を減少させ、これにより調整出力電圧の望ましくないオーバーシュートを防止する。
【００３０】
上記の詳細な説明において、本発明の方法及び装置をその特定の例示的な実施形態を参照しながら説明してきた。しかしながら、本発明の広範な精神及び範囲から逸脱することなく本発明に対して種々の修正及び変更を行うことができることは明らかである。従って、本明細書及び各図は、限定ではなく例証とみなされる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の教示による調整電源の１つの例を示すブロック図である。
【図２】本発明の教示による調整電源に使用される補償信号発生回路の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の教示による調整電源の１つの例で見られるスイッチング電圧の波形である。
【図４】本発明の教示による例示的な電源において出力電圧検知から制御パラメータを修正する補償信号発生回路のより詳細な調整電源の１つの例を示す概略図である。
【図５】本発明の教示による補償信号発生回路を含む調整電源の別の例を示す別の概略図である。
【図６】本発明の教示による補償信号発生回路を含む調整電源の更に別の例を示す更に別の概略図である。
【図７】本発明の教示による補償信号発生回路を含む調整電源の更に別の例を示す更に別の概略図である。
【図８】本発明の教示による補償信号発生回路を含む調整電源の更に別の例を示すまだ更に別の概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０２  調整電源、１０４  スイッチング電力変換器、１０６  調整されていない入力電圧、１０８  出力検知信号、１１０  出力検知インピーダンス、１１２  制御信号、１１４  検知回路、１１６  スイッチング信号、１１８  補償信号、１２０  補償信号発生回路、１２２  出力電圧、１２４  分配インピーダンス、１２６  負過電圧、１２８  負荷電流、１３０  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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